軌道交通場景電波傳播建模理論與方法

目錄

第1章緒論1

1.1研究背景與意義1

1.1.1軌道交通的國家戰(zhàn)略意義1

1.1.2軌道交通場景的移動通信系統(tǒng)2

1.1.3軌道交通場景電波傳播的研究意義3

1.2電波傳播建模基礎(chǔ)5

1.2.1電波傳播建模的意義5

1.2.2電波傳播建模理論5

1.2.3電波傳播機(jī)制6

1.2.4電波傳播建模的內(nèi)容7

1.3章節(jié)安排8

第2章電波傳播建模方法11

2.1電波傳播建模的基本方法11

2.2電波傳播模型的類型11

2.2.1經(jīng)驗性模型12

2.2.2隨機(jī)模型15

2.2.3確定性模型17

2.2.4電波傳播建模方法對軌道交通場景的適用性19

2.3軌道交通場景電波傳播建模研究進(jìn)展20

2.3.1軌道交通戶外場景電波傳播建模研究現(xiàn)狀20

2.3.2軌道交通隧道場景電波傳播建模研究現(xiàn)狀21

2.3.3軌道交通場景電波傳播現(xiàn)有研究的局限22

2.4本章小結(jié)23

第3章軌道交通真實場景的電波傳播確定性建模研究24

3.1引言24

3.2射線跟蹤方法的理論依據(jù)25

3.3射線跟蹤法的分類與軌道交通場景適用性分析26

3.3.1發(fā)射射線法27

3.3.2鏡像法28

3.3.3對比分析及對軌道交通場景的適用性結(jié)論28

3.4相關(guān)工作綜述28

3.5電波傳播確定性建模方法29

3.5.1三維射線光學(xué)信道模型29

3.5.2基于柵格數(shù)據(jù)庫的多峰繞射模型32

3.6真實高速鐵路場景建模34

3.7確定性模型驗證38

3.7.1用于驗證確定性建模方法的軌道交通測量場景38

3.7.2預(yù)測結(jié)果和實測結(jié)果的比較39

3.8本章小結(jié)41

第4章軌道交通典型戶外場景電波傳播的半確定性（包括經(jīng)驗性）建模42

4.1引言42

4.2相關(guān)工作綜述43

4.3包含經(jīng)驗性模型的電波傳播半確定性建模方法與模型43

4.4實車測量與模型驗證47

4.4.1測量原理47

4.4.2測量系統(tǒng)48

4.4.3實車測量50

4.4.4模型驗證50

4.5本章小結(jié)54

第5章軌道交通場景半封閉空間電波傳播建模研究56

5.1引言56

5.2相關(guān)工作綜述59

5.3橫跨橋相關(guān)的定義60

5.3.1橫跨橋場景的幾何參數(shù)60

5.3.2由橫跨橋所造成的影響的相關(guān)性61

5.3.3橫跨橋的傳播機(jī)制區(qū)62

5.4橫跨橋場景的測量63

5.5橫跨橋場景的測量結(jié)果與分析64

5.5.1去除天線輻射圖的影響64

5.5.2數(shù)據(jù)分析65

5.6對橫跨橋造成的額外傳播損耗的建模69

5.6.1對獨立橫跨橋額外損耗模型的建模69

5.6.2橫跨橋群額外損耗模型71

5.6.3獨立橫跨橋模型和橫跨橋群模型的驗證71

5.7車站場景相關(guān)的定義和條件75

5.7.1發(fā)射臺和車站之間的不同距離75

5.7.2不同類型的車站75

5.7.3車站內(nèi)列車所在的不同軌道76

5.7.4不同的電波傳播機(jī)制和對應(yīng)的區(qū)域77

5.8車站場景的測量和數(shù)據(jù)分析79

5.8.1車站場景的測量79

5.8.2去除天線輻射圖影響和選擇參考傳播模型80

5.8.3車站場景的電波傳播特性80

5.8.4車站場景傳播特性的相關(guān)發(fā)現(xiàn)80

5.8.5四個條件影響傳播特性的定量總結(jié)84

5.8.6對車站場景通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的建議85

5.9車站造成的額外傳播損耗的建模85

5.9.1車站額外損耗模型的建立86

5.9.2車站額外損耗模型驗證88

5.10半封閉式空間額外損耗的普適模型90

5.10.1普適模型架構(gòu)90

5.10.2實現(xiàn)過程92

5.11對毫米波波段的設(shè)備內(nèi)/間通信中的半封閉式空間的應(yīng)用93

5.12討論102

5.12.1關(guān)于在具體案例中的實現(xiàn)102

5.12.2關(guān)于建模方法103

5.13本章小結(jié)103

第6章隧道場景電波傳播建模研究105

6.1引言105

6.2相關(guān)工作綜述106

6.3隧道中電波傳播的完整模型架構(gòu)107

6.3.1自由空間傳播區(qū)和極遠(yuǎn)區(qū)中的傳播損耗108

6.3.2近陰影區(qū)的統(tǒng)計性建模108

6.3.3近陰影現(xiàn)象的臨界條件以及對大型用戶和小型用戶的判別113

6.3.4多模態(tài)傳播區(qū)和基模態(tài)傳播區(qū)的有限多模態(tài)建模113

6.4對不同傳播機(jī)制區(qū)之間的分界點位置進(jìn)行建模117

6.4.1第一分界點位置模型117

6.4.2第二分界點位置建模117

6.4.3第三分界點位置建模117

6.4.4第四分界點位置建模118

6.4.5完整隧道場景電波傳播模型的全景圖119

6.5完整隧道場景電波傳播模型驗證120

6.5.1與鐵路隧道中測量結(jié)果的比較120

6.5.2與地鐵隧道中測量結(jié)果的比較120

6.5.3關(guān)于完整隧道電波傳播模型架構(gòu)以及基于分段的建模思想的討論122

6.6本章小結(jié)123

第7章隧道場景電波傳播第一分界點建模研究125

7.1引言125

7.2任意橫截面隧道中第一分界點位置建模126

7.3第一分界點模型在矩形、圓形和拱形隧道中的驗證129

7.3.1矩形隧道中的第一分界點模型129

7.3.2圓形隧道中的第一分界點模型130

7.3.3拱形隧道中的第一分界點模型131

7.3.4任意橫截面隧道中第一分界點模型驗證結(jié)果133

7.4第一分界點模型的簡化及其相關(guān)討論134

7.5本章小結(jié)136

第8章總結(jié)與展望138

8.1全書總結(jié)138

8.2展望140

參考文獻(xiàn)141

后記155 2100433B

當(dāng)今中國已成為世界高速鐵路建設(shè)里程最長的國家。近年來，中國開啟了“高鐵外交”的進(jìn)程，尤其是在“一帶一路”戰(zhàn)略中，將軌道交通的發(fā)展提升到了國家戰(zhàn)略的高度。在軌道交通場景中的移動通信系統(tǒng)，不僅涉及旅客信息服務(wù)，而且關(guān)系到列車的安全運行。然而，軌道交通場景的特殊結(jié)構(gòu)給沿線移動通信系統(tǒng)設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃帶來重重挑戰(zhàn)。所以，作為移動通信系統(tǒng)設(shè)計、規(guī)劃以及部署的重要基礎(chǔ)，軌道交通場景的電波傳播預(yù)測建模一直是工程電磁場理論的研究重點之一。本書致力于對軌道交通場景的電波傳播建模理論和方法進(jìn)行綜合性的研究，在準(zhǔn)確揭示電波傳播機(jī)制的基礎(chǔ)上，為不同通信系統(tǒng)在軌道交通場景中的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供各具特色的電波傳播預(yù)測模型。

《電力系統(tǒng)建模理論與方法》內(nèi)容涵蓋了電力系統(tǒng)建模的各個主要方面，首先介紹電力系統(tǒng)建模的基本理論和基本技術(shù)，然后重點介紹在學(xué)術(shù)上、應(yīng)用上都十分重要的同步發(fā)電機(jī)組建模、電力系統(tǒng)動態(tài)等值建模以及電力負(fù)荷建模，最后介紹電力系統(tǒng)建模的其他方面，包括電力系統(tǒng)建模比較成熟的方面（如輸電線路建模、火電廠建模、水電廠建模）和電力系統(tǒng)建模比較新穎的方面（如風(fēng)力發(fā)電建模、微網(wǎng)建模、整體建模）.對于每個建模問題，都是先介紹模型結(jié)構(gòu)，再介紹建模方法，最后介紹算例或?qū)嵗约由钭x者的理解?！峨娏ο到y(tǒng)建模理論與方法》既適合科研人員和研究生閱讀，也適合管理、設(shè)計、生產(chǎn)部門的人員閱讀。

電波傳播時延是指無線電波從甲地傳播到乙地所經(jīng)歷的時間 。

基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交互三維場景建模主要研究如何從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)出發(fā)，由多角度圖像結(jié)合用戶交互快速有效地構(gòu)造真實感的場景模型，其中最關(guān)鍵的問題在于用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有效地描述三維場景幾何信息，準(zhǔn)確地從多幅圖像中提取和重建。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得大規(guī)模圖像數(shù)據(jù)集的獲取變得容易，為場景的三維重建提供了大量信息，但由于其差異性，也帶來了巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)算法只能構(gòu)造空間的三維點云，缺少場景的結(jié)構(gòu)信息。本課題擬嘗試從一個全新的角度，研究一種通用高效的基于大規(guī)模圖像集合的三維建模算法。本課題擬從描述場景幾何的關(guān)鍵拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)出發(fā)，研究如何結(jié)合有限的用戶交互，從多幅圖像中抽取空間統(tǒng)一的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息，并重建其三維幾何；研究由稀疏拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)到完整表面模型的構(gòu)造算法，結(jié)合輸入圖像的灰度和紋理信息，獲得具有真實感的三維模型。本課題預(yù)期在幾何模型表達(dá)理論上有所突破，在三維重建技術(shù)方法上有所創(chuàng)新，為該技術(shù)的理論化和實用化奠定基礎(chǔ)。